Elektrické obvody 1 - ZS 2010

Elektrické obvody 1 - zimní semestr 2010 - 11

X31EO1	Elektrické obvody 1	Rozsah:	2+1
Akademický rok:	2010 - 2011
Semestr:	zimní
Přednášející:	I. Zemánek, V. Havlíček	Zakončení:	zápočet, zkouška

Program přednášek:

Úvod, elektrický obvod – model elektrického zařízení, obvodové veličiny (napětí, proud, okamžitý výkon, práce), charakteristické hodnoty periodických obvodových veličin.
Příklady výpočtu charakteristických hodnot periodických veličin. Základní prvky elektrických obvodů (pasivní dvojpóly, aktivní dvojpóly, vázané induktory, řízené zdroje).
Kirchhoffovy zákony. Lineární odporové obvody, elementární analýza.
Příklady elementární analýzy odporových obvodů. Výkon, výkonové přizpůsobení.
Obecné metody analýzy odporových obvodů
(základní topologické pojmy, metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí).
Příklady analýzy odporových obvodů (maticové vyjádření obvodových rovnic).
Harmonický ustálený stav, výpočty s komplexními čísly, fázory, komplexní imitance.
Elementární analýza HUS, fázorové diagramy.
Obvodové rovnice v HUS, příklady (maticové vyjádření obvodových rovnic).
Výkon v HUS, výkonové přizpůsobení.
Rezonance.
Trojfázové obvody.
Opakování, rezerva.

Program cvičení

Cvičení	Téma
1	Obvodové veličiny (napětí, proud, okamžitý výkon, práce), charakteristické hodnoty periodických veličin. Prvky elektrických obvodů, odvození časových průběhů napětí u(t) resp. proudů i(t) rezistoru, kapacitoru a induktoru při různém periodickém / neperiodickém proudovém, resp. napěťovém buzení
2	Lineární odporové obvody – elementární analýza. [2]: Ú: 2.1.3, 2.1.4, 2.1.5, 2.1.11, 2.1.8, 2.1.6.
3	Lineární odporové obvody – obecné metody analýzy, výkon [2]: Ú: 2.1.8, 2.1.10 (obvod. rce), 3.4.8, 3.4.9, 3.4.10, 3.4.12, 3.4.13, P: 3.2.6, 3.3.5.
4	Symbolicko-komplexní metoda, fázory, komplexní imitace, analýza HUS, přenosy. [2]: Ú: 5.1.1, 5.1.2, 5.1.4, 5.1.5, 5.1.9, P: 5.2.1, Ú: 5.2.4, 5.2.7, 5.2.8, 5.2.10
5	Fázorové diagramy, výkon v HUS, rezonance. Zápočet [2]: Ú: 5.3.1, 5.3.2, P: 5.3.3, Ú: 5.4.4, 5.4.5, 5.4.8, 5.5.1, 5.5.3, 5.5.4
6	Trojfázové obvody. [2]: Ú 5.6.2, Ú 5.6.3, Ú 5.6.4, Ú 5.6.5 Zápočet.

Literatura:
[1] V. Havlíček, M. Pokorný, I. Zemánek: Elektrické obvody 1, Vydavatelství ČVUT Praha 2005
[2] R. Čmejla, V. Havlíček, I. Zemánek : Základy teorie elektrických obvodů 1 - cvičení, Vydavatelství ČVUT, Praha 2002

Poznámky:

Cvičení se konají v lichých kalendářních týdnech v místnosti 413a (4. patro, blok A3) podle výše uvedeného rozpisu (viz "PROGRAM CVIČENÍ").

Každé cvičení má stanovené rámcové téma, dané osnovou předmětu, které je třeba v daném výukovém týdnu procvičit. Učitel si připraví podle svého vlastního výběru sadu vhodných příkladů na dané téma (příklady a úlohy v [2]). Čísla příkladů, uvedená v "PROGRAMu CVIČENÍ", jsou jen doporučená.

Cvičení mají charakter konsultací, jejichž dobrá účinnost je podmíněna dostatečnou přípravou studentů a jejich přiměřenou znalostí odpřednášené látky. Konsultují se jen konkrétní dotazy , nesuplují se přednášky. Studenti mají možnost zeptat se na "cokoliv", na vše co je zajímá, čemu konkrétně nerozumí. Připravené příklady slouží jako vhodný doplněk.

V případě odpadnutí výuky z důvodu svátků, rektorského (děkanského) dne a celofakultních přesunů výuky se program cvičení modifikuje.

Výuka se ruší:

úterý 28.9.2010 (státní svátek)
čtvrtek 28.10.2010 (státní svátek)
středa 17.11.2010 (státní svátek)
úterý 23.12.2010 (děkanský den)

„Přesuny“ výuky :

pátek 20.12.2010 výuka podle čtvrtečního rozvrhu

Podmínky absolvování předmětu Elektrické obvody 1

Cvičení jsou povinná.
Omluvená neúčast na cvičeních se nenahrazuje o důvodnosti omluvy rozhoduje cvičící.
Studenti jsou povinni být na každé cvičení připraveni v rozsahu látky odpřednášené v předchozích týdnech.
Zápočet uděluje cvičící v zápočtovém týdnu, případně v náhradním termínu stanoveném cvičícím, nejpozději však do konce zkouškového období ZS.
Zkoušky proběhnou v řádném zkušebním období.
Zkoušky se může zůčastnit pouze student, kterému byl udělen zápočet.

ELEKTRICKÉ OBVODY 1 - požadavky ke zkoušce:

Zkouška z předmětu EO 1 je kombinovaná (písemná a ústní), rozhodující jsou především výsledky části písemné. Požadována je znalost principů řešení elektrických obvodů a jejich aplikace na konkrétní obvody včetně numerického řešení v rozsahu přednášené látky, tj. v těchto tématických okruzích:

Základní pojmy teorie obvodů, elektrická zařízení a jejich modely, klasifikace obvodů z hlediska velikosti a rychlosti časových změn, obvody lineární a nelineární, obvody se soustředěnými a rozprostřenými parametry.
Základní obvodové veličiny, napětí, proud a výkon elektrického proudu. Klasifikace časových průběhů obvodových veličin, střední a efektivní hodnoty periodických průběhů.
Prvky elektrických obvodů. Základní pasivní prvky: rezistor, induktor, kapacitor, vázané induktory. Základní aktivní prvky: nezávislý zdroj napětí, nezávislý zdroj proudu, řízené zdroje. Pravidla řazení pasivních i aktivních prvků, záměna zdrojů, Théveninův a Nortonův teorém, transfigurace.
Kirchhoffovy zákony. Elementární analýza lineárních odporových obvodů (dělič napětí a proudu, metoda postupného zjednodušování, princip superpozice), obecné metody analýzy (metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí). Výkon, výkonové přizpůsobení.
Harmonický ustálený stav v lineárních obvodech, fázory, komplexní imitance, přenos.
Elementární analýza HUS (dělič napětí a proudu, metoda postupného zjednodušování, princip superpozice, fázorové diagramy), obecné metody analýzy HUS (metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí), výpočty přenosů a imitancí, výkon harmonického proudu.
Rezonance, rezonanční obvody.
Trojfázové soustavy: základní zapojení, fázová a sdružená napětí, analýza trojfázových obvodů, fázorové diagramy, výkon trojfázových soustav.

Struktura a hodnocení zkoušky:

Písemná část zkoušky se skládá z jedné teoretické otázky a čtyř zkouškových příkladů (dva příklady z analýzy odporových obvodů, dva příklady z analýzy obvodů s akumulačními prvky v harmonickém ustáleném stavu – HUS). Čistý čas na vypracování písemné části je 90 minut. Teoretická otázka i každý příklad jsou hodnoceny max. 4 body, takže za písemnou část zkoušky může student získat celkem 20 bodů. Výsledky písemné části odpovídají výsledné klasifikaci podle následující tabulky:

Výsledné hodnocení zkoušky:
Body Klasifikační stupeň ECTS Číselná klasifikace Česky
18 až 20 A 1 výborně
16 až 17,5 B 1,5 velmi dobře
14 až 15,5 C 2 dobře
12 až 13,5 D 2,5 uspokojivě
10 až 11,5 E 3 dostatečně
< 10 F 4 nedostatečně

Výsledné hodnocení zkoušky:
Body	Klasifikační stupeň ECTS	Číselná klasifikace	Česky
18 až 20	A	1	výborně
16 až 17,5	B	1,5	velmi dobře
14 až 15,5	C	2	dobře
12 až 13,5	D	2,5	uspokojivě
10 až 11,5	E	3	dostatečně
< 10	F	4	nedostatečně

Při ústní části zkoušky mají studenti možnost seznámení s obsahem a správností písemné části a uplatnění případných námitek k jejímu hodnocení.

Typy zkouškových teoretických otázek a zkouškových příkladů

Vzorové příklady k analýze odporových obvodů.
Příklady z analýzy obvodů s akumulačními prvky v harmonickém ustáleném stavu – HUS jsou pokryty následujícími třemi tematickými okruhy vzorových příkladů:
Teoretické otázky

Soubory ke stažení

EO1_2010_11.pdf Program přednášek, program cvičení, podmínky absolvování předmětu, požadavky ke zkoušce (PDF, 129 kB)

HUS_Demo.ex_ Demonstrace fázoru jako rotujícího vektoru (exe, 48 kB) - ke spuštění uložte na disk a přejmenujte na HUS_Demo.exe

phasor.zip Demonstrace harmonického ustáleného stavu a fázorového diagramu na RC článku a na nezatíženém Wheatsonově můstku (zip, 11 kB)

datum poslední změny: 23.9.2010